高層建筑電氣中供配電設計研究

李志鑫 喬鵬鳴

【摘要】城市化規模的不斷發展與進步，使得城市高層建筑呈現出一派繁榮的景象，高層建筑因其建造高度高、建筑結構復雜等特點，對供電配電同時也提出了更高的要求?，F代高層建筑電氣中供配電設計是一個非常重要的方面，它不僅需要滿足日益增長的城市用電量，同時還要滿足城市用電高峰或特殊用電情況下的供電負荷壓力?？傊?，只有科學合理地進行高層建筑電氣供配電設計，才能確保供電線路正常運行，進而提升供配電的安全可靠性。本文作者從建筑工程的角度出發，對高層建筑電氣的有關概念進行闡述，進而對高層建筑電氣中供配電設計進行研究與探討，對于供配電在高層建筑中的合理設計，確保正常用電需求，具有一定的參考價值。

【關鍵詞】高層建筑；供配電設計；研究

引言

在高層建筑電氣實際的運行中，一般供配電多會出現一些安全問題，而配電系統中不安全因素的存在，往往會造成不可預料的事故與損失。供配電設計的核心理念是從安全可靠性的角度出發的，而安全可靠性在供配電中的具體表現為用電負荷及電能質量兩大方面，供配電設計過程中需要針對具體情況進行用電負荷等級的確定，同時配電線路設計的合理性對電能質量能夠產生很大的影響作用。由此來看，只有對高層建筑電氣中供配電設計給予高度重視，合理進行設計，才能讓配電系統在實際運行中處于安全可靠的狀態。

一、高層建筑供配電設計概述

如今在我國大部分城市發展中，高層建筑在城市建筑中占到的比例越來越大，高層建筑在很大程度上為城市在有限土地資源的狀況下更進一步發展創造了非常有利的條件。不過高層建筑同時也會帶來一些新的問題，像建筑高度高、結構復雜，更重要的是供配電線路配置會變得更加繁瑣，對供配電設計的專業性要求更高，因為高層建筑在后期使用中一旦配線系統出現問題，其故障檢測與維修比低層建筑的難度要超出許多。所以在高層建筑供配電設計初期就應該引起高度重視，避免埋下質量安全隱患。具體而言，高層建筑供配電設計是一項系統性與專業性較強的任務，它主要依據擬建高層建筑的特點、內部結構及建筑實際功能等方面的因素，對建筑配線系統進行供電線路的布置與規劃，對其用電負荷等級進行相應的控制，同時利用供配電系統中的各種設備及控制裝置，將它們有效地規劃并“組合”在一起，使其在實際中科學合理地發揮其應有的作用，確保配電系統的正常運作，并最終將這個過程通過圖紙繪制的方式展現出來的過程即為高層建筑供配電設計。高層建筑供配電設計并不是簡單的將供電線路布置繪制到圖紙中，設計本身的整體目標是在確保配電系統安全可靠的前提條件下，對整個配電系統進行系統性的規劃與設計，最終交付一個合格的設計方案。

二、高層建筑電氣中供配電設計研究

1.高層建筑供配電系統的可靠性。在高層建筑供配電設計中，其核心理念是最大程度上確保配電系統的可靠性，以不發生安全事故或存在安全隱患為主要目標。而高層建筑供配電系統的可靠性表現在用電負荷等級的確定，通常在高層建筑中用電負荷會劃分為一級負荷、二級負荷、三級負荷等，高層建筑由于高度較大，因此在具體設計中需要對用電一級負荷的確定給予高度重視。一般像高層建筑消防系統有關的控制室配電、報警配電、滅火系統配電及消防電梯配電等，都需要設定為重要性較高的一級負荷，而應急照明及應急電源也應列入到一級負荷中，但通常應急照明與應急電源都是單獨設計的，形成獨立的配電系統。另外，在應急電源方面，排風設備配電、水泵房以及專用的通風設備配電等，同樣也應該設計為一級負荷。

2.供配電線路安全性。1）供電線路安全設計措施。供配電系統中用電負荷等級的確定固然重要，但高層建筑供電線路的安全設計同樣不可忽略，供配電線路布設規劃依據實際情況嚴格設計，高層建筑層與層的內部格局、特殊層對用電線路的布置特殊需求以及高層建筑供配電線路布設的設計及規范要求等等，因為在高層建筑中供配電線路的合理布設能夠有效避免線路被灰塵、潮濕或腐蝕的環境所破壞，從而引起線路絕緣性失效或線路短路等狀況，同時在高層建筑中發生的沖擊力、較大的伸縮變形以及不均勻沉降等也會引起對供電線路的破壞，從而引起安全事件。因此高層建筑供電線路安全設計中選用的主要措施主要表現在兩個方面：一方面合理進行供電線路布設，采取措施對線路電纜進行外部保護，或通過管井進行線路布設，并在布設中盡量避免線路與建筑物拐角處或其它堅硬鋒利處直接接觸，避免外部保護在長期摩擦或接觸中被損壞，線路布置應與潮濕或腐蝕環境隔離；另一方面對線路安全設計主要是借助期自動切換或自動控制裝置，一旦線路出現安全隱患或超負荷運行，自動切換裝置就能及時切斷電源，防止事故進一步蔓延。在一些工程電氣設計中，地下室車庫應急照明配電直接在車庫墻以明裝方式安裝使用，由于配電箱沒有防水措施，很容易被燒毀，因此放置配電箱應設置專門配電間，避免因意外影響應急照明供電的可靠性。2）干線首端保護器分支線安全長度分析。在安全、節約的原則下，城區的高層建筑群或者是郊區樓盤的別墅以及低層建筑群的低壓配電方式在建筑電氣低壓供配電設計中絕大部分都是采用分區樹干式配電方式，另外，城市路邊的路燈供配電中，每個燈桿內部從燈芯到燈桿腳的連接方式與干線接駁的接線也是樹干式配電接線方式。

3.低壓長電纜的保護。對設備供電使用長電纜時，不僅需要對末端設備的啟動進行效驗以及電壓壓降要求是否滿足，還要對長電纜的饋電斷路器同時帶短路瞬時、短路短延時和過載長延時的保護功能是否適宜。整條長電纜在短路瞬時保護存在保護死區，瞬時保護無法保護長電纜末端以后一段距離的電纜，因此，需要短路短延時保護的設置。這樣不僅可以保護整條電纜，而且長電纜的末端斷路器與其形成級差，避免造成越級跳閘。

4.配電箱負荷計算。當配電箱配出回路出現單相負荷以及三相負荷時，在單相負荷與三相負荷相加之前換算為等效三相負荷后進行相加。單相負荷轉為三相負荷的換算方式為：各單相負荷分別進行相加，然后用最大相負荷擴大三倍。只取最大相負荷的三倍作為等效三相負荷是只有單相負荷的情況下。

三、結束語

高層建筑電氣中供配電設計是一個十分重要的方面，在設計中需要考慮的因素也較多，一旦發生事故，將可能引起不堪設想的后果。因此在實際中必須對高層建筑電氣供電配電給予高度重視。

參考文獻

[1]劉遠快.高層辦公樓建筑電氣設計實例探析[J].中華民居，2012（2）：76